燃燒爆炸理論基礎與套用

燃燒爆炸理論基礎與套用

作者：鄔長城 主編
叢書名：
出版日期：2016年5月		書號：978-7-122-26276-9
開本：16K　787×1092　1/16	裝幀：平	版次：1版1次	頁數：195頁

《燃燒爆炸理論基礎與套用》介紹了燃燒爆炸的基本概念和基本理論，並論述了引起燃燒爆炸的物質和能量特徵，最後對燃燒爆炸過程所產生的破壞性後果進行系統闡述，內容涵蓋氣體、液體和固體三種狀態物質的燃燒形式，氣體、粉塵、霧滴、易爆化合物、反應失控和蒸汽爆炸六種爆炸模式，可燃氣體等十類物質及其混合狀態的燃燒爆炸特徵，明火等多種主要點火源控制和物理爆炸及其他燃燒爆炸相關後果的計算。

目錄

第1章緒論

1典型案例：河北某硝基胍生產車間重大爆炸事故1

1.1火災爆炸事故的特點2

1.1.1火災爆炸事故後果嚴重2

1.1.2火災爆炸事故發生頻繁3

1.1.3火災爆炸事故原因及過程複雜4

1.1.4火災爆炸事故易發、突發5

1.2火災爆炸事故的一般原因6

1.2.1人的原因6

1.2.2設備設施及物料原因6

1.2.3技術原因6

1.2.4環境原因7

1.2.5管理原因7

第2章燃燒理論8

典型案例：硫化鐵自燃引起裝置的火災爆炸8

2.1燃燒現象及其本質9

2.1.1燃燒現象9

2.1.2燃燒的化學本質10

2.2燃燒過程15

2.2.1燃燒的一般過程15

2.2.2自燃16

2.2.3點燃21

2.2.4著火延滯期23

2.2.5熄火25

2.3氣體的燃燒28

2.3.1氣體的燃燒形式28

2.3.2火焰的結構29

2.3.3火焰傳播30

2.4液體燃燒32

2.4.1液體的穩定燃燒32

2.4.2沸溢和噴濺34

2.5固體燃燒35

2.5.1固體的燃燒形式35

2.5.2固體著火燃燒理論37

2.5.3高分子物質的燃燒39

2.5.4煤的燃燒41

思考與練習42

第3章爆炸理論43

典型案例：羥胺蒸餾裝置爆炸事故43

3.1爆炸現象概述43

3.1.1爆炸的定義43

3.1.2爆炸的特徵44

3.1.3爆炸發生的條件44

3.2爆炸分類45

典型案例：氧氣充裝的物理爆炸與化學爆炸之爭45

3.2.1按能量來源分類46

3.2.2按爆炸傳播速度分類46

3.2.3按爆炸反應的相態分類47

3.3可燃氣體爆炸48

典型案例：天津某化工廠氯化氫合成爐爆炸事故48

3.3.1單一氣體分解爆炸49

3.3.2混合氣體爆炸50

3.3.3氣雲爆炸51

3.3.4爆炸極限52

3.3.5最小點火能量64

3.3.6著火臨界壓力67

3.3.7臨界直徑68

3.4粉塵爆炸72

典型案例：江蘇崑山某金屬製品廠金屬粉塵爆炸72

3.4.1粉塵爆炸機理74

3.4.2粉塵爆炸的特點75

3.4.3粉塵爆炸的影響因素76

3.4.4粉塵爆炸的特徵參數78

3.5易爆物的熱分解爆炸81

典型案例：陝西某公司硝銨裝置特別重大爆炸事故81

3.5.1熱分解過程82

3.5.2易爆化合物的氧平衡與氧係數83

3.5.3爆炸變化方程的理論確定方法84

3.5.4爆炸變換方程經驗確定法86

3.5.5爆炸變換方程的套用88

3.6反應失控爆炸89

典型案例：美國北卡羅來納州某化工廠聚丙烯酸合成反應釜爆炸事故89

3.6.1反應體系的熱平衡與冷卻失效90

3.6.2Semenov熱溫圖92

3.6.3失控反應體系評估93

3.7噴霧爆炸95

3.8蒸汽爆炸96

典型案例：鍋爐缺水誤操作引起爆炸96

3.8.1液體過熱與沸騰現象97

3.8.2熔融物水蒸氣爆炸99

3.8.3低溫液化氣蒸汽爆炸100

3.8.4高壓過熱液體蒸汽爆炸100

思考與練習101

第4章燃燒爆炸物質危險性及測評方法103

典型案例：原料倉庫化工原料儲存不當連續性爆炸事故103

4.1危險物質的分類103

4.2可燃性氣體或蒸氣104

4.2.1可燃氣體的燃燒爆炸危險特徵104

4.2.2氣體燃燒爆炸危險性分類及判據106

4.2.3爆炸極限的測定106

4.3可燃性液體108

4.3.1可燃性液體燃燒爆炸危險特徵108

4.3.2可燃液體燃燒危險分類及判據108

4.3.3液體閃點與燃點的測定方法110

4.3.4液體閃點計算111

4.4可燃性固體112

4.4.1可燃性固體的燃燒爆炸危險特性112

4.4.2可燃性固體火災危險分類及判據113

4.5爆炸性物質114

4.5.1爆炸性物質的燃燒爆炸危險特性114

4.5.2爆炸性物質的分類115

4.5.3易爆化合物的熱安定性117

4.6自燃性物質123

4.6.1分類124

4.6.2自燃物質的危險特性124

4.7忌水性物質125

4.8氧化劑和有機過氧化物126

4.8.1氧化劑126

4.8.2有機過氧化物127

4.9有毒品128

4.10放射性物品129

4.11腐蝕品129

4.12混合接觸危險物系130

思考與練習135

第5章點火源控制136

典型案例：上海靜安膠州路公寓大樓“11·15”特別重大火災事故136

5.1明火137

典型案例：焊割作業引發的重大火災137

5.1.1生產火138

5.1.2非生產用明火139

5.2絕熱壓縮140

典型案例：絕熱壓縮對溶解乙炔生產的危害及原因分析140

5.2.1理論依據140

5.2.2套用——壓縮點火141

5.2.3事故及預防142

5.3衝擊和摩擦143

典型案例：山東省青島市“11·22”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故143

5.3.1衝擊摩擦點火源的形成方式144

5.3.2機械作用點火機理144

5.3.3衝擊、摩擦點火源的影響因素145

5.3.4預防措施146

5.4熱表面146

典型案例：賓夕法尼亞油氣爆炸事故146

5.4.1熱表麵點火機理147

5.4.2熱表麵點火源的影響因素與控制148

5.5電火花149

典型案例：巴頓溶劑公司靜電火花引爆可燃液體儲罐事故149

5.5.1電火花點火機理151

5.5.2電火花的產生及控制152

5.5.3靜電火花的產生及控制153

5.6其他點火源159

典型案例：黃島油庫爆炸事故159

5.6.1雷電159

5.6.2光照與輻射作用160

5.6.3自然發熱及化學反應熱161

思考與練習162

第6章事故後果模擬分析163

典型案例：深圳市清水河化學危險品倉庫“8·5”特大爆炸火災事故163

6.1爆炸效應164

6.1.1爆炸效應的定義164

6.1.2爆炸基本參數165

6.2物理爆炸模型168

6.2.1盛裝液體的壓力容器的爆炸能量168

6.2.2盛裝氣體的壓力容器的爆炸能量169

6.2.3液化氣、高溫飽和水的爆炸能量171

6.2.4壓力容器爆炸時衝擊波能量計算172

6.3流體泄漏模型174

6.3.1泄漏形式及後果174

6.3.2泄漏量的計算174

6.4火災模型177

6.4.1池火災177

6.4.2噴射火179

6.4.3火球180

6.4.4突發火180

6.5化學爆炸模型181

6.5.1蒸氣雲爆炸（UVCE）181

6.5.2沸騰液體擴展蒸氣爆炸（BLEVE）182

6.5.3爆炸產物的擴散與蔓延184

6.6中毒模型185

6.6.1有毒液化氣體容器破裂時的毒害區估算186

6.6.2泄漏後果的機率函式法186

6.6.3有毒介質噴射泄漏時的毒害區估算188

6.7事故模擬分析軟體介紹188

6.7.1ALOHA軟體188

6.7.2DNV PHAST軟體189

6.7.3fluent軟體190
6.7.4建築火災模擬軟體FDS190
6.7.5FLACS氣體擴散爆炸軟體190
6.7.6安全評價與風險分析系統軟體191
6.7.7環境風險評價系統RiskSystem192
思考與練習192
參考文獻194